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芻議計算機操作系統的應用與發展
隨著計算機操作系統的快速發展，已經被廣泛應用于生活生產的各個領域，以下是小編搜集整理的一篇探究計算機操作系統應用發展的論文范文，供大家閱讀查看。
摘要：計算機操作系統是控制程序運行、管理計算機軟硬件資源、改善人機界面的一種系統。隨著計算機操作系統的快速發展，已經被廣泛應用于生活生產的各個領域，它不僅有利于調度和控制計算活動，提供軟件開發與運行環境，更有利于提高計算機性能，為用戶提供良好的界面體驗。基于此點，本文對計算機操作系統的應用與發展進行淺議。
關鍵詞：計算機;操作系統;應用;發展
1 計算機操作系統的應用
計算機操作系統從不同的角度出發可以分成不同的類別。就用途角度而言，可將計算機操作系統分為專用和通用，專用操作系統是指用于控制和管理專項事物的操作系統，如手機操作系統，多以嵌入硬件的形式存在，擁有特定的途徑。通用操作系統的功能較為完善，支持多種途徑需要;就運行環境角度而言，分為單機操作系統和網絡操作系統。下文基于計算機操作系統功能的角度，對計算機操作系統的應用進行介紹。
1.1 批處理系統的應用。批處理系統的應用具備批量性的特征，可以將要交給計算機處理的若干個作業組織成隊列成批地交給計算機自動地按作業隊列順序逐個處理。批處理系統又可分為單道批處理系統和多道批處理系統，前者可以只能在計算機內一次性調入一個處理作業運行，而將其他作業存儲在輔助存儲器上，這種應用方式與單用戶操作系統相類似。
1.2 分時系統的應用。分時是指兩個或兩個以上的事件按時間劃分輪流使用計算機系統的某一資源。在計算機系統中若存在多個用戶在不同時段使用同一個計算機，則這種計算機操作系統即為分時系統。時間片為分時的時間單位，通常情況下，一個時間片為幾十毫秒。在分時系統時存在多至上百個終端，不同用戶可以在各自的終端系統上運行作業。通過操作系統的管理，可以將CPU輪流分配到不同用戶使用，若某個用戶作業分配給另一個時間片繼續執行時，則CPU會被自動分配到用一個用戶作業。
1.3 實時系統的應用。實時系統可以實時、及時地處理各項作業，并給出處理結果。一般情況下，實時系統使用時間驅動設計方式，使系統可以對任何事件作出及時響應。實時系統又可分為實際控制系統和實時處理系統，前者被廣泛應用于飛行器、工業智能化控制、導彈發射等領域，后者則常用于航班查詢、預訂飛機票、銀行轉賬等系統。
1.4 網絡操作系統的應用。網絡操作系統實現了不同地域各具獨立處理能力的多個計算機系統共用一個工作環境，通過利用通信設施進行互聯，以達到共享資源、形成整體網絡的目的。網絡操作系統不僅具備單機操作系統的所有功能，還具備管理網絡資源能力，在同一時間段支持多個程序運行。
1.5 分布式操作系統的應用。分布式操作系統是利用通信網絡將多臺計算機系統相聯，消除各個計算機之間的主次之分，實現資源共享。一個完整的商用操作系統必須實現批處理系統、實時系統、分時系統、分布式系統和網絡系統的同時應用。
2 計算操作系統的發展階段
(1)手工處理階段。在這個階段中，沒有與計算機相適應的操作系統及相關軟件，并且計算機技術在該階段仍舊處在電子管時代，其運算速度相關之緩慢。當用戶借助計算機語言編制程序時，計算機運行會占據相當大的資源，幾乎所有的上機處理任務都需要通過手工處理來完成。(2)批處理階段。該階段克服了以往手工處理的缺陷，進一步實現了計算機作業的自動化，大幅度提高了CPU和輸出輸入設備的使用情況，顯著提高了計算機系統的應用處理能力。(3)多道程序系統。這是在單道批處理的基礎之上發展起來的，它通過組織作業使CPU總有一個作業可以執行，進而大幅度提升了CPU的利用效率。(4)分時系統。這是在前兩個系統沒有完全實現人機交互目標的基礎上發展而來的。分時操作能夠將計算機處理器的運行時間劃分為多個較短的時間片，并按照時間片輪流將處理器分配給各個聯機使用，這樣用戶便可以利用本身的總段向系統發送相應的操作及控制指令，完成所需的運作。(5)實時系統。雖然分時系統已經能夠使用戶獲得比較滿意的效果，但卻仍舊無法實現將計算機用于生產過程的實時控制當中，在這一需求的推動下，實時操作系統隨之誕生，它能夠實現對整個生產過程的實時控制，同時還可以實現對生產現場各種重要數據信息的采集，并對采集回來的數據進行分析處理，真正實現了實時控制。(6)多處理系統。該系統試圖從計算機的結構體系上對系統各個方面的性能進行完善，它的出現有效地增加了計算機的吞吐量，從而為用戶節省了大量成本，系統可靠性也隨之顯著提高。(7)網絡操作系統。該系統是建立在網絡和通信這兩技術的基礎之上，它屬于兩者有機結合的產物，目前常用的網絡操作系統主要有兩種模式，及客戶模/服務器模式和對等模式。(8)分布式系統。該系統是在集中性系統的基礎上發展而來的，其具有以下特點：并行性、分布性、共享性和透明性。
3 計算機操作系統的發展方向
為了適應當前計算機網絡的發展，計算機操作系統應當朝著以下方向發展，具體內容如下：
3.1 微內核操作系統
在當前的操作系統設計中較為突出的一個設計理念是將系統中更多功能及成分提升到更高的層次中運行，同時留下一個相對較小的內核，以此來實現系統最基本的核心功能，我們將這種技術稱之為微內核。
(1)微內核的結構形式。將最基本的系統功能保留在內核當中;將大部分功能轉移到內核之外，并保證每個系統功能都可以獨立的形式存在并提供相應的服務;在內核以外的用戶控件中既包括服務進程又包括應用進程。(2)主要成分。中斷及異常處理機制;處理機調度機制;各個進程之間的通信機制;與服務功能相關的基本機制。(3)實現過程。從微內核的字面涵義上理解，其實現過程中最為關鍵的問題之一是微小。想要真正做到這一點離不開策略分離以及實現機制這兩個關鍵性概念。由于微內核中比較重要的是進程之間的通信以及中斷處理機制，為此，下面對實現過程進行簡述：首先，需要完成各個主要進程之間的通信機制;然后完成中斷處理機制。這樣便可以實現微內核。其具有以下特點：安全可靠、接口一致、可擴充性、靈活性、兼容性、支持分布式系統等等。
3.2 面向對象的操作系統
這是一種基于對象模型的計算機操作系統。現階段，已有不少系統采用了面向對象技術，其現已成為新一代操作系統的重要性標志之一。所謂的面向對象實質上就是將系統當做是一系列對象的集合，這里對象是由數據形成的實體，具體包括以下幾個方面的內容：封裝、繼承、多態性、消息等待呢過。而在面向對象的操作系統當中，對象屬于一個并發單位，如文件、進程、內存等系統資源都被認為是一種對象，對其的操作則是借助對象服務來實現的。該系統具有以下優點：
(1)能夠進一步減少系統在其整個生命周期內所有修改任務對系統自身的影響。(2)操作系統對其資源的訪問以及操作完全是一致的。具體來講系統生成、刪除或是引用一個對象是與一個進程對象采用同樣的方法，全部都是借助使用對象句柄來實現的。(3)有效地簡化了系統的安全措施。因全部對象采用的保護模式完成一致，當試圖對其中任何一個對象進行訪問時，安全系統都會自動對其進行核準。(4)對象為進程間的資源分享提供了一致、便捷的手段。由于所有類型的對象都是通過對象句柄進行處理的，系統僅需進行跟蹤便可以決定該對象是否仍在使用，若是不需要繼續使用，便可對其進行刪除處理。
參考文獻：
[1]郝偉.計算機操作系統的發展—淺談操作系統的新技術[J].計算機光盤軟件與應用，2010，20.
[2]嚴靜茹.淺談計算機操作系統及其發展[J].計算機光盤軟件與應用.2012，10.
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